ارزيابي تأثير دما و الياف بر خواص مكانيكي بتن خودمتراكم سبك

Evaluating the influence of temperature and fiber type on the mechanical properties of self-compacting lightweight concrete

مزاياي بتن خودمتراكم سبك باعث استفاده روزافزون آن در صنعت ساخت ‌و ساز شده است. استفاده از الياف مختلف در اين نوع بتن سبب مشكلاتي نظير كاهش كارايي و حساسيت به دما مي‌شود كه نوع و نحوه استفاده از الياف را به چالش مي‌كشد. از اين‌ رو در اين تحقيق، اثرات دما و الياف­ شيشه و بازالت بر روي خصوصيات بتن خود­متراكم سبك مورد بررسي قرار گرفته است. در همين راستا 12 طرح اختلاط از اين نوع بتن شامل طرح ­هاي اختلاط تكي حاوي 0/25%،0/5 %، 0/75%و 1% حجمي هر كدام از الياف‌­ها و نمونه­‌هاي تركيبي شامل 0/25% الياف ­بازالت و 0/75% الياف ­شيشه، 0/5% الياف ­بازالت به همراه0/5% الياف ­شيشه، و 0/75% الياف ­بازالت با0/25% الياف ­شيشه ساخته ‌شده است. خواص خودمتراكمي در اين بتن توسط آزمايش‌­هاي جريان اسلامپ، 500T، قيف­V و حلقه ­J سنجيده شده است. آزمايش‌­هاي مقاومت فشاري، كششي و خمشي جهت تعيين ويژگي­‌هاي مكانيكي بتن در دماي 20 درجه سلسيوس، همچنين دماهاي 100 و 300 درجه سلسيوس انجام گرفتند. در نهايت نتايج آزمايش­‌هاي بتن تازه نشان دادند كه بتن خود­متراكم سبك حاضر قابليت­‌هاي گذرندگي، پر­شوندگي و مقاومت در برابر جداشدگي را پوشش داده‌­اند. همچنين مشخص شد افزايش الياف موجب كاهش مقاومت فشاري و افزايش مقاومت‌­هاي كششي، خمشي و همچنين انرژي شكست مي­‌شود. علاوه بر اين استفاده از الياف به‌ صورت تركيبي در مقايسه با الياف به ‌صورت تكي خواص مكانيكي بتن را بهبود بيشتري بخشيده‌­اند. بهترين طرح اختلاط­ حاوي تركيبي از 0/75% الياف ­شيشه و 0/25% الياف ­بازالت بوده است كه خواص قابل قبولي از بتن تازه و سخت­ شده و همچنين مقاومت در دماهاي بالا را ارائه كرده ­است.

The advantages of self-compacting lightweight concrete have led to its increasing use in the construction industry. The use of different fibers in this type of concrete causes problems such as reduced flowability and sensitivity to temperature, which challenges the type and method of using fibers. In the present study, the effects of glass and basalt fibers (GF and BF) and temperature on the properties of self-compacting lightweight concrete (SCLC) have been investigated. For this aim, the fresh and hardened properties of 12 SCLC mixes have been investigated that contained monotype and hybrid fibers. The self-compacting properties of SCLC were assessed using slump flow, T500, V-funnel, and J-ring. After 28 days of curing, the compressive, splitting tensile and flexural strengths tests were performed to characterize the mechanical properties of SCLC at room temperature of 20 °C and high temperatures of 100 and 300 °C. The test results of fresh concrete showed that all the mixes could be defined as SCLC with good flowability, viscosity, and passing ability. Hardened test results indicated that the addition of the fibers reduced the compressive strength and increased the tensile strength, flexural strength, and fracture energy. Moreover, compared to monotype fibers, the hybrid ones effectively enhanced the mechanical behaviors of SCLC.